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稀土Yb掺杂的铜基催化剂的制备及其电催化二氧化碳还原性能的研究

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稀土Yb掺杂的铜基催化剂的制备及其电催化二氧化碳还原性能的研究

作者：舒敏兴南昌大学

学位级别：硕士

在当今世界,二氧化碳（CO2）的大量排放是导致温室效应和全球气候变暖的主要原因之一。因此,寻找有效的途径将CO2转化为高附加值的化学品成为了全球科学家共同的研究重点。在此背景下,使用可再生的电能在室温下催化CO2还原为高价值的多... 详细信息

在当今世界,二氧化碳（CO2）的大量排放是导致温室效应和全球气候变暖的主要原因之一。因此,寻找有效的途径将CO2转化为高附加值的化学品成为了全球科学家共同的研究重点。在此背景下,使用可再生的电能在室温下催化CO2还原为高价值的多碳产物是将能源战略与碳中和战略紧密结合的一项技术,被认为是一种很有前景的解决方案。铜（Cu）基催化剂在这个过程中有独特的优势,尽管前人的工作在Cu基催化材料的设计上已取得很大的进展,但在反应过程中Cu基催化剂界面上的中间体利用困难和不良的局域环境限制了其催化性能的进一步提升。合金化策略被认为是解决这些问题非常有前景的方法,合成新型的Cu基合金催化剂并明确其反应机理具有十分重大的意义。基于以上问题,本论文合成了一系列不同Yb含量的Cu基催化剂,以用来高效高稳定性还原CO2为乙烯、乙醇等高价值产品。同时探究Yb在Cu基催化剂中的存在形式及相互作用机制;明确Yb对Cu基催化剂的性能改变的机理,使得从原子层面设计高效的金属基催化剂成为可能,这些不仅是后续的研究目标,也是目前电催化相关领域研究的重中之重。本论文的主要研究内容如下:（1）采用溶剂热还原法合成了一种球状纳米Cu2O作为催化剂基体,并测试了该基体在电催化CO2还原制备多碳产物的性能。在H型电解池中以0.5 M KHCO3为电解质进行CO2电催化还原性能测试,在电解电压为-1.60 V ***时,反应电流密度为30 m A cm-2,产物中乙烯和乙醇最大法拉第效率可达到58.60%。且在连续反应7 h后电流内衰减低于10%。该基体较低的析氢活性、较高的活性面积和快速的电荷转移使其可以作为一个良好的催化载体来进行CO2电催化还原反应。（2）在上一个工作的基础上,通过离子沉淀-还原法制备了一系列Yb负载在纳米Cu2O基体上获得的立方体状Yb掺杂的Cu2O催化剂Ybx/Cu2O（x=0.02%、0.16%、3.9%,均为摩尔比）,并测试了其CO2电催化还原的性能,同时对该催化剂电极的形貌、结构及Yb在Cu2O载体上的存在形式进行了详细分析。结果表明,在Yb负载量为0.16%wt下合成的Yb0.16%/Cu2O对生成乙烯的选择性大幅提升。在以2 M KOH为电解质的流动池中,施加-1.60 V ***时,反应电流密度可以达到1500 m A cm-2,产物中单一C2H4的最大法拉第效率可达到65.50%,并且在2 h的连续电解下仍然能以大于1 A cm-2的电流密度运行,其单一C2H4的产率已超出目前已报道的最优催化剂。结构和机理分析表明催化剂中Yb为原子级分散,Yb的引入不仅导致了Cu价态升高,还改变了Cu2O表面中间体的偶联进程,同时在催化过程中成为一个同时对CO2的还原与H2O的分解均有较高活性的多功能活性位点。

关键词： CO2 电催化 Cu基催化剂稀土催化剂催化机理

基于GeoGebra数学微实验应用的数学探究活动研究 ——以高中圆锥曲线为例

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基于GeoGebra数学微实验应用的数学探究活动研究 ——以高中圆锥...

作者：陈碧兴云南师范大学

学位级别：硕士

新型吲哚嗪衍生物酸化缓蚀剂的合成及构效关系研究

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新型吲哚嗪衍生物酸化缓蚀剂的合成及构效关系研究

作者：杨正兴西南科技大学

学位级别：硕士

地机，血海扎跳配合电针治疗痛性糖尿病周围神经病变的临床疗效观察

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地机，血海扎跳配合电针治疗痛性糖尿病周围神经病变的临床疗效观...

作者：陈元兴黑龙江中医药大学

学位级别：硕士

基于末位淘汰GSGA算法的平顶光束整形研究

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中国激光 2024年第6期51卷 142-148页

作者：张昱冬赵秋烨方振张祖兴南京邮电大学电子与光学工程学院、柔性电子(未来技术)学院江苏南京210023

激光技术发展迅速,在医疗、生物、军事和材料等领域应用广泛,但激光光强的高斯型分布限制了激光的进一步应用。平顶光束整形技术应运而生并受到广泛关注。针对该问题,提出了基于末位淘汰制(LPE)、Gerchberg-Saxton(GS)算法和遗传算法(GA... 详细信息

激光技术发展迅速,在医疗、生物、军事和材料等领域应用广泛,但激光光强的高斯型分布限制了激光的进一步应用。平顶光束整形技术应运而生并受到广泛关注。针对该问题,提出了基于末位淘汰制(LPE)、Gerchberg-Saxton(GS)算法和遗传算法(GA)的LPE-GSGA算法,优化空间光调制器的相位分布函数,将高斯光束整形为平顶光束。仿真结果表明,LPE-GSGA算法输出光束指标优于GS、广义自适应加性(GAA)、加权GS(GSW)和GSGA算法。与GS算法比较,LPE-GSGA算法的误差平方和(SSE)指标降低10.1%、拟合系数η提升0.85%,对相位初值的依赖程度约降低1个数量级,输出光束顶部光强突变点更少、旁瓣减少且幅度更低。LPE-GSGA算法减少了对初值的依赖程度,使高能量利用率、高光束顶部均匀度的平顶光束整形成为可能。

关键词：激光光学光束整形平顶光束 LPE-GSGA算法